Российские ученые научили нейросеть превращать 3D-модели молекул в химические формулы
Исследователи из Института AIRI, НИУ ВШЭ, МГУ, ТГУ и УрФУ разработали алгоритм Uni-Bond, который переводит трехмерные координаты атомов в плоскую структурную формулу молекулы. Разработку представили на международной конференции ICML в Сеуле.
Обычно моделирование веществ опирается на трехмерное представление, а методы прогнозирования свойств чаще работают с молекулярными графами, где важны типы связей между атомами, а не их точное расположение в пространстве. Новый алгоритм должен надежнее связать эти два подхода. В отличие от классических программ, которые определяют связи по расстояниям между атомами, Uni-Bond анализирует геометрию всей молекулы целиком, что дает точность 99,53 процента – в 20 раз меньше ошибок, чем у предыдущих методов.
Алгоритм проверили на кластерах воды, где молекулы расположены очень близко, но связей между собой не образуют. Uni-Bond корректно определил внутримолекулярные связи и не зафиксировал ложных межмолекулярных взаимодействий, тогда как предшествующие методы в аналогичном тесте часто давали сбои.
Нейросеть распознает пять типов взаимодействий: отсутствие связи, одинарные, двойные, тройные и ароматические связи, как в бензольном кольце. Дальше модель планируют адаптировать для заряженных частиц и радикалов.
